近几十年来，用于量子计算的超导量子电路的性能取得了巨大进步；然而，目前还不存在对弛豫机制的全面理解。鉴于此，来自耶鲁大学的Robert J. Schoelkopf、Suhas Ganjam等人利用多模式方法来研究超导量子电路中的能量损失，目的是通过材料、工艺和电路设计优化来预测器件性能并提高相干性。

文章要点：

1) 该研究证实，通过使用钽基材料平台和退火蓝宝石衬底来测量表面和体介电损耗的显著降低，并且，利用这些知识，研究预测了铝基和钽基transmon量子位的弛豫时间，并发现它们与实验结果一致；

2) 此外，研究还优化了器件几何结构，以最大限度地提高同轴隧道架构内的相干性，并实现了单光子Ramsey时间为2.0− 2.7ms的片上量子存储器，其能量弛豫时间为1.0 - 1.4 ms，同时，这些结果表明，对于具有可再现的高相干性的玻色子量子位，向更模块化和紧凑的同轴电路架构迈进。

参考资料：

Ganjam, S., Wang, Y., Lu, Y. et al. Surpassing millisecond coherence in on chip superconducting quantum memories by optimizing materials and circuit design. Nat. Commun. (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-47857-6

https://doi.org/10.1038/s41467-024-47857-6